研究人員通過DNA分析揭開澳大利亞“兔瘟”之謎
兔子是在1788年首次被引入澳大利亞大陸的,當時有五隻家兔被第一艦隊(First Fleet)帶到了悉尼。在1859年之前,至少有90次的後續引進,但這些種群都沒有成為入侵者。然而,在50年內,以每年100公里(62英里)的速度,兔子遍布整個大陸。這使得它成為有記錄以來引進的哺乳動物中最快的殖民化速度。那麼,1859年之後發生了什麼變化,入侵是如何開始的呢?
歷史學家和澳大利亞公眾長期以來一直認為,該國的“兔瘟”始於維多利亞州吉隆附近的Thomas Austin的莊園–巴旺公園。在周一發表在《美國國家科學院院刊》上的一項研究中,由劍橋大學和葡萄牙CIBIO研究所領導的一個國際研究小組最終為這一版本的事件提供了基因證明。它還解決了關於入侵是由單一的還是由幾個獨立的引種產生的爭論。
1859年10月6日,Austin的哥哥William將一批野生兔子–在薩默塞特的Baltonsborough的家族土地上捕獲的–和一些家兔一起送上Lightning號船。聖誕節那天,24隻兔子抵達墨爾本,被運往巴原公園。根據當地報紙的報導和Austin本人的說法,在三年內,”奧斯汀兔”已經繁殖到數千隻。
為了確定澳大利亞入侵的兔子來自哪裡,研究人員在研究歷史記錄的同時,還研究了從187只”歐洲兔子”中收集的新的遺傳數據–這些兔子大多是1865年至2018年間在澳大利亞、塔斯馬尼亞、新西蘭、英國和法國野生捕獲的。他們想確定這種入侵是由單一還是多次引進產生的;他們是如何在全澳範圍內傳播的;以及與其他引進的兔子種群相比,它們的成功是否有遺傳上的解釋。
最近的研究對單一來源的假說提出異議,相反,認為入侵的兔子是由幾個獨立的引進者產生的。然而,他們沒有對歐洲和國內的祖先種群進行取樣,而這是區分澳大利亞兔子來源的必要條件。主要作者,Joel Alves博士,目前是牛津大學和CIBIO研究所的研究員,他說:“我們設法將澳大利亞入侵種群的祖先直接追溯到英國西南部,1859年Austin的家人在那裡收集了兔子。”
“我們的研究結果表明,儘管在澳大利亞各地有許多引種者,但正是一批英國兔子引發了這種破壞性的生物入侵,其影響至今仍在持續。”
科學家們發現,隨著兔子進一步遠離巴原公園,遺傳多樣性下降,在快速增長的種群中出現的罕見遺傳變異變得更加頻繁。
儘管建造了防兔柵欄,人們故意引入了粘液瘤病毒,以及其他措施,兔子仍然是澳大利亞威脅本地動植物的主要入侵物種之一。它們每年給農業部門造成的損失估計達2億美元。
以前的研究表明,有幾個因素促成了生物入侵,包括個體的數量、引進的數量和環境變化。新的研究結果表明,這些動物的基因組成可能同樣具有影響,如果不是更多的話。
研究人員指出,如果入侵的觸發因素是環境變化,例如人類定居者開發了大面積的牧區,那麼當地的多個兔子種群就有可能擴大。該研究的遺傳學發現和1859年以前的兔子未能成為入侵者的情況削弱了這種可能性。相反,研究小組調查了特定遺傳特徵的到來作為入侵的觸發因素的可能性,這將有助於解釋單一引入的大量遺傳證據。
1859年之前引入澳大利亞的兔子經常被描述為表現出溫順、花哨的毛色和軟耳。這些都是與國內品種有關的特徵,但在野生動物中通常是沒有的。Austin的兔子在當時被描述為野生捕獲的,而新研究的基因發現證明,這些動物中至少有一些確實是野生的。
來自劍橋大學遺傳學系的高級作者Francis Jiggins 教授說:“有許多特徵可能使野生家兔不適應在野外生存,但有可能它們缺乏適應澳大利亞乾旱和半乾旱氣候所需的遺傳變異。”
“為了應對這種情況,澳大利亞的兔子已經進化出身體形狀的變化來幫助控制它們的溫度。因此,在適應這些條件時,Thomas Austin的野生兔子以及它們的後代有可能具有遺傳優勢。”
Joan Palmer回憶說,她的祖父Thomas Austin發現很難尋找這種動物,“因為野生兔子在巴頓斯伯勒附近並不常見。他好不容易才弄到六隻;這些都是半大的標本,從它們的窩裡拿出來馴養。為了湊足數量,他買了七隻村民養在籠子裡的灰兔,要么是作為寵物,要么是為了吃。”
Alves和Jiggins 發現,Austin引進的入侵兔子的後代含有大量的家兔血統,他們認為這支持了Joan Palmer的說法,即這批兔子中的野生和家兔在80天的旅程之前或期間進行了繁殖,這可以解釋為什麼到達的兔子比發送的兔子多。
Alves博士說:“這些發現很重要,因為生物入侵是對全球生物多樣性的一個主要威脅,如果你想防止它們,你需要了解是什麼讓它們成功。”
“環境變化可能使澳大利亞容易受到入侵,但正是一小批野兔的基因構成引發了有史以來最具代表性的生物入侵之一。這提醒我們,僅僅一個人或幾個人的行動就能對環境產生毀滅性的影響。”